盡管PBI(聚苯并咪唑)在眾多領(lǐng)域中展現(xiàn)出了突出的性能,但它也存在一定的不足之處。特別是在耐高溫蒸汽方面,其能力顯得相對(duì)不足,一旦吸收水分,性能便會(huì)受到影響。然而,這并未能掩蓋PBI的諸多優(yōu)點(diǎn)。例如,它是由Mitsubishi Chemical Group生產(chǎn)的Duratron® CU60 PBI聚苯并咪唑,便是一種高性能的工程塑料。它不僅具有出色的機(jī)械性能和耐熱性,還能在400°F/205°C以上的高溫下保持優(yōu)良的機(jī)械性能。在極端溫度環(huán)境下,其耐磨性和承載能力優(yōu)于任何其他增強(qiáng)的或未增強(qiáng)的高級(jí)工程塑料,因此深受半導(dǎo)體制造商的青睞,特別是對(duì)于真空室的應(yīng)用。此外,Duratron® PBI還適用于高溫軸套、連接器、閥座以及探頭透鏡等部件的制造。在半導(dǎo)體制造中,PBI 塑料用于制造承載晶圓的器具,確保生產(chǎn)精度。浙江PBI醫(yī)用接頭定制
PBI涂層中添加阻隔材料用于阻止任何涂層中氣態(tài)副產(chǎn)物的遷移。電子或航空航天等敏感應(yīng)用需要無脫氣涂層。阻隔物質(zhì)表現(xiàn)出低滲透性,以每天在 1 個(gè)大氣壓 (cm3-ml/day-atm) 下通過給定厚度的特定聚合物薄膜的測(cè)量氣體表示。阻隔聚合物是大分子,具有顯著限制氣體、蒸汽和液體通過的能力。 它們普遍應(yīng)用于包裝行業(yè),用于食品保存和其他保護(hù)。 對(duì)不同氣體的滲透性的文獻(xiàn)圖以及添加阻隔聚合物的 PBI 涂層的實(shí)驗(yàn)。阻隔聚合物數(shù)據(jù)表明哪種水蒸氣和 O2 滲透性優(yōu)于其他(好選擇左下角),經(jīng)許可摘錄。圖表(右)表示當(dāng) PBI 混合物中阻隔聚合物的濃度超過 10% 時(shí),釋氣量較低。浙江PBI醫(yī)用接頭定制Celazole? PBI制品在半導(dǎo)體和平板顯示器制造中有商業(yè)化應(yīng)用。
聚苯并咪唑:盡管一些無機(jī)膜已顯示出優(yōu)異的 H2/CO2 分離性能,但聚合物膜因其成本低、易于制造和良好的加工性而更具吸引力。目前,PBI、聚酰亞胺以及較近出現(xiàn)的熱重排聚合物及其衍生物是 H2/CO2 氣體分離的表示聚合物。如圖 4 所示,聚苯并咪唑(PBI)屬于高性能工程熱塑性塑料,通常通過芳香族雙鄰二胺和二羧酸衍生物之間的縮合反應(yīng)制造而成。PBI 具有較高的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性、優(yōu)異的機(jī)械性能以及較高的 H2/CO2 本征選擇性,較近已被公認(rèn)為是 H2/CO2 分離膜的合適選擇。
PBI涂層混合物條件對(duì)于確保基材潤(rùn)濕、所需厚度和均勻性非常重要。固化 - 將涂層適當(dāng)固定和凝結(jié)在表面上,使表面符合要求或平面化。任何涂層工藝的成功取決于基材的制備。這包括去除表面污染物、碎片、顆粒和表面鈍化。對(duì)于金屬,這將增強(qiáng) PBI 聚合物和基材之間的化學(xué)相互作用,同時(shí)減少在空氣中固化時(shí)與基材的氧化相互作用。陶瓷和氧化物形成金屬(即鋁、硅、鈦等)通常只需要清洗步驟(無需鈍化)。PBI 涂層通過蒸發(fā)方式固化,以除去剩余的溶劑,留下縮合聚合物。此處提到的固化條件不適用于紫外線固化實(shí)踐。PBI塑料的熔點(diǎn)較高,加工制造具有挑戰(zhàn)性。
PBI聚合物的TGA曲線顯示熱阻在空氣中>500℃,在N2中>600℃。純 PBI 聚合物的特性如右表所示。這些值表示聚合物的“整體”特性。對(duì)于涂層來說,其性能可能會(huì)有所不同,具體取決于厚度和基材。PBI 共混物的示例如圖 4 所示,其中 PBI 與聚醚酮酮 (PEKK) 共混。這些共混物的研究結(jié)果表明混合物的 Tg 表示了主要成分。在 60:40 PBI:PEKK 共混物中,Tg 接近純 PBI 聚合物的 Tg。對(duì)于耐熱性,PBI和PEKK都表現(xiàn)出良好的耐熱性>500℃。PBI 含量 > 80% 的 PBI:PEKK 混合物略有改善。從混合物觀察到的性能來看,可以在高溫下提高 Tg 并減少重量損失。通過優(yōu)先以反映大部分 PBI 的方式改變重量百分比,較終混合物開始反映相同的特性。具備良好的電氣絕緣性,PBI 塑料普遍應(yīng)用于電子電器行業(yè),保障電路安全穩(wěn)定。上海PBI蝸殼制造商
憑借高硬度和耐磨性,PBI 塑料可制作刀具涂層,延長(zhǎng)刀具使用壽命。浙江PBI醫(yī)用接頭定制
可以使用酸摻雜作為一種交聯(lián)方法來增強(qiáng) m-PBI 膜的尺寸篩分能力。研究人員特別使用 H3PO4 和 H2SO4 作為聚丙烯酸來交聯(lián) m-PBI 薄膜(圖 9c)。通過改變交聯(lián)溶液中 0.05 至 1.0 wt% 的酸濃度,可獲得不同的摻雜水平。交聯(lián)膜在 200 ℃ 下仍很穩(wěn)定,在 150 ℃ 下的 H2/CO2 選擇性高達(dá) 140,令人印象深刻。他們還進(jìn)一步測(cè)試了膜的耐久性,結(jié)果表明膜在高溫下可穩(wěn)定運(yùn)行 120 小時(shí)。同一研究小組的 Hu 等人建議使用草酸(OA)和反式烏頭酸(TaA)進(jìn)行 m-PBI 交聯(lián)。他們發(fā)現(xiàn),酸摻雜對(duì)氣體溶解度的影響并不明顯,而且主要通過提高擴(kuò)散選擇性來改善 H2/CO2 分離性能。表 2 總結(jié)了文獻(xiàn)中報(bào)道的交聯(lián) m-PBI 膜的性能。浙江PBI醫(yī)用接頭定制